BIOMASSA - Energidalen
BIOMASSA INNEHÅLL Inledning Inlärningsmål 1 Vad är biomassa? 2 Kategorier av biomassa 3 Skillnad mellan biomassa och fossila bränslen 4 Biobränslen INLEDNING Biomassa i form av bioenergi är en mångsidig, lätt tillgänglig och förnybar energikälla. Enligt International Energy Agency (IEA), är biomassa den fjärde största energikällan i världen efter olja, kol och gas. Biomassan omfattar vanligen också död materia i levande organismer, såsom ved. Biomassa är organiskt material som kommer från växternas fotosyntes. Vid fotosyntesen bildas, med växternas klorofyll, syre ur koldioxid, vatten och solenergi. Att generera energi från biomassa är en av de äldsta energitekniker som används av mänskligheten. Biomassa har använts för att generera värme och ljus sedan stenåldern och efter mer än 400-tusen år blivit en viktig energikälla. Följande ämnen kommer att behandlas i detta avsnitt om Biomassa: • Principer för att få energi från biomassa • Skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen 5 Två exempel på biodrivmedel 6 Bearbetning av biomassa för energiändamål • Vad är biobränslen • Produktion av energi från biomassa Inlärningsmål Målet är att: • Bekanta sig med möjligheterna till energiproduktion och dess olika former • Bekanta sig med produktion via pyrolys, förgasning, etc. Fallstudier lärande aktiviteter Länkar till onlineverktyg Extra Kunskap Referenser Ordlista Certifiering • Upptäcka skillnaderna mellan biomassa och fossila bränslen • Förstå fördelarna med biobränslen Avsnitt 1 - Vad är biomassa? Biomassa Biomassa är biologiskt material från levande eller nyligen levande organismer. Biomassan omfattar vanligen också död materia i levande organismer, såsom ved. Biomassa är organiskt material som kommer från växternas fotosyntes. Vid fotosyntesen bildas, med växternas klorofyll, syre ur koldioxid, vatten och solenergi. Kemisk sammansättning Biomassa i form av ved består av kol (51%), syre (42%), väte (ca 6%) och kväve (0,5%). Den sista delen av träets sammansättning utgörs av aska, inbegripet alkali, alkaliska jordartsmetaller och tungmetaller. Dessa metaller finns ofta i funktionella molekyler såsom porfyriner som innehåller klorofyll som innehåller magnesium. Växtmaterial Det kol som används för att bygga upp biomassan upptas av växterna från atmosfären i form av koldioxid (CO2) genom fotosyntes. Fotosyntesen är en process där växter tar upp solens ljusenergi och omvandlar det till glukos, en typ av socker. De kemikalier i växterna som benämns klorofyll ger växterna sin gröna färg. När vi människor och djur andas använder vi syret (O2) och avger som restprodukt koldioxid (CO2). Under fotosyntesen, använder växterna omvänt mot oss människor och djur koldioxiden i luften och avger syre, så människor/djur och växter har ett symbiotiskt förhållande, de förlitar sig på varandra för att överleva. Växter och träd skapar för sin del energi i form av glukos genom fotosyntesen. Se bilden om fotosyntesen. Växter kan sedan ätas av djur och omvandlas till djurets biomassa. Om växtmaterialet inte konsumeras som föda av djur eller människor bryts det ned av mikroorganismer eller nyttjas som biobränsle: • Vid nerbrytning (förmultning) återförs kolet i biomassan till atmosfären som koldioxid (CO2) och metan (CH4). • Vid förbränning återförs kolet i biomassan till atmosfären som CO2. Processen med fotosyntes har fortgått så länge det har funnits växter på vår planet ”Jorden”. Växter använder koldioxid (CO2) och solljus för att göra sin egen ”mat” för att kunna växa och avger i denna process syre (O2) tillbaka till atmosfären. När vi människor förbränner fossila/biologiska material avgår det mesta av kolet som koldioxid (CO2). Den koldioxiden är dock inte ett tillskott, eftersom den redan ingår i kretsloppet av biomassa. Så trots att även förnybara bränslen orsakar koldioxidutsläpp ”räknas” de inte i klimatsammanhang, eftersom det inte är någon ny koldioxid. Denna process förklaras av bilden. När man förbränner fossila bränslen bildas även här koldioxid (CO2) som ger ett extra tillskott till atmosfären som “växthusgas”. Gasen går ut i atmosfären och växthuseffekten ökar, d.v.s. UV strålningen mot jorden går igenom atmosfären men den infraröda strålningen (d.v.s. värmestrålningen ut från jorden) kommer inte igenom atmosfären och temperaturen ökar på jorden som i sin tur påverkar klimatet och livet på jorden. Konsekvenserna kan bli ödesdigra om packisen smälter eller om golfströmmen ändrar riktning och tar andra vägar. Varma öknar kan bli kalla polarområden och vi kan få torka och översvämningar som leder till naturkatastrofer. SAMMANFATTNING Avsnitt 1 - Vad är biomassa? • • • • • Biomassa är material från levande eller nyligen levande organismer. Biomassan består av grundämnen som kol, väte, syre, och kväve och även små mängder av jordarts- och tungmetaller. För tillväxt av biomassa absorberas koldioxid (CO2) från atmosfären. Fotosyntesen är en process där växter tar solens ljusenergi och omvandlar det till glukos Kolcykeln är en process där grundämnet kol cirkuleras i dess olika former SJÄLVBEDÖMNING Avsnitt 1 - Vad är biomassa? Under fotosyntesen växter biomassan och skapar energi i form av: • Glukos • Elektricitet • Kol Avsnitt 2 - Kategorier av biomassa Det finns två kategorier av biomassa: Skogråvara och råvara från Råvara från agrara sektorn (jordbruket) Trämaterial var en gång det viktigaste bränslet som användes för uppvärmning av bostäder och till att kunna laga mat. Trämateriel utgör även idag en betydande andel av den energi vi använder och där biobränslena numera utgör Sveriges största energikälla. Av den energi vi använder kommer 32 procent från biobränslen, en större andel än den som kommer från olja (30 procent), vattenkraft (15 procent) och kärnkraft (12 procent). Huvuddelen av den bioenergi vi använder i Sverige kommer från skogen. Av de ca 131 TWh bioenergi som används i Sverige (2010) kommer nästan 85 procent från skog och skogsindustri. Jordbruket bidrar med cirka 1,5 TWh. Energin från sockerrör är en annan energikälla och där sockerrör odlas i vissa områden på jorden, främst i Afrika och Sydamerika och som kan användas för att producera alkohol som är avvändbart som fordonsbränsle. Det finns fem grundläggande typer av material för biomassa: • • • • • Äkta trä från skogsbruk och träförädling Energigrödor, högavkastande grödor som odlas speciellt för energiändamål. Biologiska restprodukter från jordbruket Livsmedelsavfall Industriellt avfall och biprodukter från biologiskt material. Biomassa är en av de viktigaste förnybara energikällorna och som utgör en stor inhemsk tillgång som kan tillvaratas på ett betydligt bättre sätt mot var sker idag. Biomassa är viktigt inte bara som energikälla, men kan vara lika viktig utifrån sociala/ekonomiska aspekter särskilt för landsbygden då här finns stora möjligheter att skapa nya permanenta arbetstillfällen och säkerställa en levande landsbygd. SAMMANFATTNING Avsnitt 2 - Kategorier av biomassa • • • • • • Trä är en av de viktigaste källorna för biomassa. Det finns fem grundläggande typer av material som är biomassa. Äkta trä från skogsbruk och träförädling Energigrödor som odlas speciellt för energiändamål. Biologiska restprodukter från jordbruket Livsmedelsavfall Industriellt avfall och biprodukter från biologiskt material. SJÄLVBEDÖMNING Avsnitt 2 - Kategorier av biomassa Vad är energigrödor: • Grödor som kräver en stor mängd biomassa för att växa • Grödor som odlas speciellt för energiändamål • Grödor som absorberar stora mängder solenergi Vilket av följande är inte ett material som används för energi från biomassa: • Trä • Energigrödor • Slam från reningsverk • Matavfall Avsnitt 3 - Skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen Fossila bränslen Det finns tre olika typer av fossila bränslen, kol, olja och naturgas. De utgör tillsammans över 85 % av all den energi som konsumeras i världen. Olja pumpas upp från underjorden och förädlas till en mängd olika produkter, de mest kända är bensin och diesel. Fossila bränslen som kol, olja och gas härrör även de från biologiskt material, men av material som bildades för många miljoner år sedan. Användandet av fossila bränslen är behäftat med ett antal miljöproblem. Det allvarligaste av dessa anses vara den globala uppvärmningen. Då de stora mängderna av grundämnet kol i de fossila bränslena har befunnit sig utanför den naturliga cirkulationen av kol i naturen (kolcykeln) under en mycket lång tid ökar det på ett påtagligt sätt atmosfärens halt av koldioxid vid förbränning. Då koldioxid är en växthusgas som bidrar till att öka den påverkan som sker genom ”växthuseffekten” som höjer jordens temperatur vid förbränning av fossila bränslen, utgör koldioxiden med stor sannolikhet den största orsaken till att jordens medeltemperatur har stigit de senaste decennierna och fortsätter att stiga. Skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen Den avgörande skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen är tid och omfattning. Biomassa absorberar grundämnet kol som CO2 från atmosfären när den växer, och returnerar motsvarande mängd vid förbränning. Om biomassan omhändertas på ett hållbart sätt, är skördad biomassa som en del av ett slutet kretslopp. Detta upprätthåller en sluten kolcykeln utan någon nettoökning av atmosfärens CO2-nivåer. fossila bränslen vs biobränslen Medan både biomassa och fossila bränslen utför samma arbetsuppgifter att producera energi, skiljer de sig mycket i sina miljöeffekter. Både fossila bränslen och biobränslen påverkar miljön på två olika sätt, deras framställning och deras användning. För många fossila bränslen som skall omvandlas till en användbar produkt som el, måste de normalt raffineras först inför en slutlig användning. Dessa processer producerar en stor mängd föroreningar som släpps ut i luft och som fast avfall som sedan måste omhändertas för att inte orsaka skada på miljö och människor. Biobränslen genomgår en liknande process som för fossila bränslen, men med en mycket mer positiv effekt på miljön. Biobränslen skapas genom naturliga processer som involverar väldigt lite föroreningar och där biobränslen normalt har en ringa påverkan på miljön. Fördelarna med att använda biomassa för energiändamål: • Biomassa eliminerar de negativa effekterna på miljön (t.ex. utsläpp av växthusgaser) • Biomassa är en förnybar energikälla • Biomassa är en stor inhemsk energikälla vilket kan minska behovet av import av fossil energi Nackdel med biobränsle Det finns en stor nackdel med användningen av biobränslen: • Biomassa kan hota livsmedelsförsörjningen: När odling av biomassa tränger undan odling av livsmedel gäller att det tas hänsyn till att livsmedel och foder istället produceras någon annanstans. SAMMANFATTNING Depending on the crop used to produce the biofuel, they use anywhere from 2 to 84 times as Avsnitt 3 - Skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen • • • • Det finns tre fossila bränslen, kol, olja och naturgas. De fossila bränslena utgör över 85 procent av all den energi som konsumeras i världen. Fossila bränslen härrör även de från biologiskt material men av material som absorberade CO2 från atmosfären många miljoner år sedan. Biomassa och fossila bränslen kan användas till att producera energi men de skiljer sig mycket i sina miljöeffekter. Både fossila bränslen och biobränslen påverkar miljön på två olika sätt, under framställningen och under användningen. SJÄLVBEDÖMNING Avsnitt 3 - Skillnaden mellan biomassa och fossila bränsle Vilket av följande är en fördel för biobränslen? • Biomassa eliminerar till del de negativa effekterna på miljön • Biomassa är en förnybar energiform • Biomassa utgör en stor inhemsk energikälla vilket bör kunna minska behovet av import av fossila bränslen • Alla ovanstående Biomassan måste förbrännas för att kunna producera el och värme. • Sant • Falskt Avsnitt 4 - Biobränslen Biofuels Biobränslen har alltid funnits sedan miljontals år tillbaka i tiden. Fossil energi i form av bensin och diesel har även de sitt ursprung i nedbrutna växter och djur men som har lagrats i jorden under mycket lång tid. Vid bioomvandling används vegetabiliskt och animaliskt avfall för att producera biobränslen såsom metanol, biogas och bio olja. Det finns olika sätt att producera bioenergi, ett sätt är att med hjälp av jäsning och värme bryta ner stärkelsen i biomassan, socker, i biomassan till alkoholer. Alkoholerna kan sedan förädlas som biodrivmedel för fordon. För att betraktas som ett biodrivmedel måste det drivmedlet innehålla över 80 procent förnybara material. Kolfixering: I kolets globala kretslopp fixeras ungefär 120 respektive 80 miljarder ton C årligen genom fotosyntesen på land och i havet. Det är dock bara ungefär hälften av detta kol (C) som byggs in i biomassa (tillväxt och reproduktion). Den andra hälften behöver organismerna för sin respiration. Det som byggs in i biomassa motsvarar totalt cirka 100 miljarder ton kol (C) per år. Om vi antar att den nybildade biomassan har en genomsnittlig kolhalt på 45% så produceras det årligen ca 220 miljarder ton biomassa (torrvikt). Detta kallas för jordens totala nettoprimärproduktion. Denna biomassa kan omvandlas till energi på tre olika sätt: • • • Termisk - Det äldsta och vanligaste sättet är att förbränna biomassa för att skapa energi i form av värme. Energin kan användas direkt för t.ex. uppvärmning av bostäder eller för industriella processer alternativt för generering av elektricitet. Termokemisk - Genom upphettning (Pyrolys i syrefattig miljö ) av biomassa, är det möjligt att bryta ner biomassan till gas, vätska och fast kolmaterial. Processen ske i en syrefattig miljö för att producera en förbränningsgas (mestadels metan), som sedan kan nyttjas för olika ändamål endera till förbränning eller för kemisk vidareförädling. Biokemisk - När bakterier, jäst och enzymer blandas med biomassa i vatten startar en jäsningsprocess och alkohol kommer att produceras. En liknande process används för att kunna jäsa (fermentera) jordbruksprodukter till etanol så kallad sädesalkohol. Alkoholen kan sedan blandas med bensin för att tillverka drivmedel med olika inblandningar av etanol. När bakterier används för att bryta ner biomassan i deponier och avloppsreningsverk bildas normalt gasen metan som kan fångas upp och efter rening bl.a. kan användas som biogas för fordonsdrift. Efterfrågan av biobränslen har under senare år allt mer ökat i popularitet på grund av stigande oljepriser, miljöhänsyn och behovet av trygg energiförsörjning. Tre generationer av biodrivmedel: Biobränslen är ofta uppdelat i tre generationer. • 1: a generationens biodrivmedel kallas också konventionella biodrivmedel. De är tillverkade av råvaror som socker, stärkelse eller vegetabilisk olja. Observera att dessa alla är livsmedelsprodukter. Varje biobränsle som tillverkas av en råvara som också kan konsumeras som ett livsmedel hänförs till den första generationens biodrivmedel. • 2: a generationens biodrivmedel framställs av hållbar råvara. Biodrivmedlet ska inte kunna vara en livsmedel gröda, även om vissa livsmedel kan bli andra generationens drivmedel när de inte längre är användbara för konsumtion. Till exempel är avfall från vegetabilisk olja en andra generationens biobränslen, eftersom det redan har använts och inte längre är tjänlig som livsmedel. Gräs är en annan 2: a generationens biodrivmedel. Andra generationens biobränslen kallas ofta " avancerade biobränslen . " • 3: e generationens biodrivmedel är ännu inte färdigutvecklade och klara för en marknadsintroduktion. Alger kan precis som andra växter som idag används som energikälla omvandla solenergin till kemisk energi genom fotosyntes. Alger är bland de mest effektiva växter på jorden att utföra fotosyntes och anses som en lovande kandidat till att producera och utvinna förnyelsebara biodrivmedel. De algbaserade biodrivmedlen har fått egen separat klass på grund av sin unika mekanism och potential för att reducera de flesta av nackdelarna med 1: a och 2: a generationens biodrivmedel. Ett exempel på en 3:e generationens biodrivmedel visas i bilden nedan: Microalger som effektivt kan producera högkvalitativ bio olja genom fotosyntesen och som utnyttjar energin från solen och koldioxiden från atmosfären. Den producerade och utvunna biooljan kan omvandlas som biodrivmedel Restprodukten i form av fast biomassa kan användas som djurfoder. SAMMANFATTNING Avsnitt 4 - Biodrivmedel • • • • • • • • Biodrivmedel är bränslen som är tillverkade av organiskt material. Kolfixering är en process där gasen CO2 tas från atmosfären och som via fotosyntesen omvandlar den till organiska kolföreningar. Biomassa kan omvandlas till energi på tre olika sätt: termisk omvandling kemisk omvandling biokemisk omvandling Det finns tre generationer av biodrivmedel. Om biodrivmedlen produceras på "rätt" sätt, kan de kraftigt minska utsläppen av växthusgaser till atmosfären. SJÄLVBEDÖMNING Avsnitt 4 - Biodrivmedel När kan ett drivmedel klassas som ett biodrivmedel? • När det inte använder CO2 i sin produktion • När det innehåller över 80 % förnyelsebart material • När det är gjort i trä Biodrivmedel som tillverkas av hållbar råvara är: • Första generationens biodrivmedel • Andra generationens biodrivmedel • Tredje generationens biodrivmedel Avsnitt 5 - Två exempel på biodrivmedel Två exempel på biobränslen: Etanol och biodiesel Etanol, även känd som sprit (drickbar), är ett drivmedel som kan användas för att driva fordon (Flexible Fuel bilar) som är anpassade för olika typer av drivmedel. Idag tillverkas etanol genom jäsning av jordbruksprodukter, såsom majs, sockerrör eller sockerbetor. Dessa råvaror står dock för endast en liten del av den totala grödan som skulle kunna användas. Produktion av etanol från cellulosa som majsblad och stjälkar har potential att kunna utgöra ett väsentligt tillskott för att påtagligt öka etanolproduktion. Etanol kan användas i speciella typer av bilar som är gjorda för att använda alkohol bränsle istället för bensin. Alkoholen kan också kombineras och blandas in i bensin. Detta kommer att minska vårt idag stora beroende av drivmedel baserade på fossila bränslen. Biodiesel är ett förnybart bränsle för dieselmotorer. Biodiesel tillverkas av jordbruksprodukter och biprodukter såsom sojaolja och andra naturliga oljor och fetter. Biodiesel kan användas i blandning med fossil diesel. Den största potentialen för bio olja kommer finns i oljeväxter från raps, palm och sojabönor. Även om oljan från jordbrukssektorn har stor potential är produktionen låg främst beroende stark konkurrens prismässigt från fossil olja. Det är helt enkelt för dyrt att konkurrera med fossil diesel i dagsläget vilket inte gynnar en ökad produktion av biodrivmedel. En avfallsprodukt som vegetabilisk olja kan dessbättre ofta hämtas gratis vilket ger ökade förutsättningar att kunna processa den till biodrivmedel till acceptabelt pris. RESUMÉ Avsnitt 5 - Två exempel på biodrivmedel • • • • • Etanol är en alkohol som kan användas som drivmedel i främst ”Flexible Fuel” fordon. Idag tillverkas etanol främst genom jäsning av jordbruksprodukter, såsom majs, sockerrör eller sockerbetor. Produktion av etanol från cellulosa såsom majsblad och stjälkar har potential att kunna utgöra ett väsentligt tillskott för att påtagligt öka etanolproduktion. Biodiesel tillverkas av jordbruksprodukter och biprodukter såsom sojaolja och andra naturliga oljor och fetter. Den största potentialen för bio olja kommer finns i oljeväxter från raps, palm och sojabönor. SJÄLVBEDÖMNING Avsnitt 5 - Två exempel på biodrivmedel Biodiesel är också känd som sädesalkohol. • Sant • Falskt Etanol tillverkad av biprodukter från jordbruket såsom sojaolja, andra naturliga oljor. • Sant • Falskt Avsnitt 6 - Bearbetning av biomassa för energiändamål Hur kan energi utvinnas från biomassa? Den traditionella metoden för elproduktion från biomassa baseras främst på förbränning med produktion av ånga som i sin tur driver en ångturbin. Tekniken är mycket sofistikerad och tillåter användning av flera typer av insatsvaror. Dess nackdel är att det krävs relativt höga investeringskostnader per producerad enhet samt att den totala effektiviteten i produktionen normalt är låg men ger möjligheter till ytterligare förbättringar. En av fördelarna med biomassa är dess mångsidighet. Biomassan kan förbrännas direkt eller omvandlas till gas eller olja, för att generera elektricitet och värme. Biomassan kan även omvandlas till flytande bränslen (biodrivmedel) för att driva fordon. Det finns flera sätt att vända biomassa till el och värme, inklusive direkt förbränning, samförförbränning, förgasning, pyrolys och rötning. Ett kraftverk som gör el av biobränslen, är mycket likt ett kraftverk som använder fossilt bränsle: Biomassa förbrännas även för uppvärmning av våra fastigheter samt för att ge energi för annat ändamål. Direkt förbränning Det enklaste sättet och äldsta sättet att generera el från biomassa är att förbränna den (direkt förbränning) för att producera högtrycksånga som sedan leds via en ångturbin som ger mekanisk energi genom att snurra i hög takt, oftast med 3 000 varv per minut. Turbinen är kopplad till en generator som omvandlar den mekaniska energin till elektrisk energi. Efter det att ångan gått genom turbinen, har den tappat i tryck och temperatur och kyls därefter ner i en kondensor som tar upp värmen från ångan och leder den vidare ut i fjärrvärmenätet. Verkningsgraden i turbin/generator är ofta låg mellan 10-35% av den totala energiproduktionen. Största delen av energin måste därför kunna användas som hög- och lågtrycksånga eller som värme i ett fjärrvärmenät. När både el och värme produceras och tillvaratas kan betydligt högre verkningsgrad uppnås ca 90%. Den här typen av anläggning där både el och värme genereras och nyttjas kallas kraftvärmeverk. Sameldning Sameldning innebär att olika bränslen (bio-/fossila) blandas och förbränns i en och samma brännare eller eldas i separata brännare i en och samma panna. Sameldning av kol med inblandning av biobränsle är en beprövad teknik varifrån det finns goda erfarenheter. Men när biobränsle och kol sameldas kan det leda till att riskerna för askrelaterade problem ökar. Omfattningen beror på vilken typ av biobränsle det gäller och hur stor andel av bränslemixen den står för. Många koleldade kraftverk använder sameldning och inblandning av biobränsle för att minska användningen av kol och därmed uppnå lägre utsläpp av koldioxid, svaveldioxid och kväveoxider. Förgasning Nya tekniker har utvecklats för att förgasa biomassa som ett sätt att framställa förnyelsebara energigaser t.ex. biometan, vätgas och kolmonoxid. Tekniken fungerar genom att värma upp fast biomassa till höga temperaturer (ca 800-1500 C) i en syrefattig miljö för att producera en bränslegas. Gasen har lågt energiinnehåll och för att uppnå naturgaskvalitet krävs en uppgradering genom gasrening och syntetisering (katalysatorer). Förgasning ger vissa fördelar jämfört med direkt förbränning: till exempel förgasning av biomassa för att producera el är dubbelt så effektiv som att bränna den direkt och ger lägre utsläpp av partiklar och växthusgaser. Förgasningssystem kan också kombineras med bränslecellssystem, som omvandlar vätgas till elektricitet och värme. Pyrolys Vid snabb pyrolys uppvärms biomassan, till exempel flis av hyggesrester, under syrefria förhållanden till temperaturen cirka 500°C, varvid den bildar kondenserande gaser. Den bildade gasen kyls snabbt för att få den i form av en olja- liknande vätska ( bioolja ) och den återstående fasta substansen är en träkol -liknande rest ( som kallas " char" ) . Biooljan kan hanteras och användas på likartat sätt som för fossil olja för att generera el/värme medan träkolet kan användas för uppvärmning av processen alternativt förbrännas i fristående kraftverkspanna. De gaser som bildas i processen används normalt i processen för att torka biomassan till lämplig fukthalt innan den tillförs pyrolysreaktorn. Ett brett utbud av biomassa kan användas i pyrolysprocessen. Pyrolysprocessen är mycket beroende av fuktinnehållet i råvaran och bör vara cirka 10 % för att få en fungerande process. Vid högre fukthalter i biomassan sker en anrikning av vatten i biooljan som produceras vilket är till stor nackdel och vid låga fukthalter i biomassan finns en uppenbar risk att processen bara producerar damm i stället för olja. För organiska material med högt fuktinnehåll, såsom slam och livsmedelsavfall, krävs att materialet torkas före det tillförs pyrolysreaktorn. Effektiviteten och utbytet i pyrolysprocessen är starkt beroende av partikelstorleken i den malda råvaran. De flesta pyrolysprocesserna kan endast använda material som består av små partiklar upp till högst 2 mm. En snabb värmeöverföring genom partikeln krävs för att processen ska kunna fungera optimalt. Efterfrågan på liten partikelstorlek innebär att inmatningsmaterialet måste malas innan det tillförs pyrolysreaktorn. Rötning Vissa typer av bakterier bryter ner och sönderdelar organiskt material i frånvaro av syre och producera biogas som en restprodukt. Denna biologiska process kallas rötning. Rötning sker normalt i gamla deponier som innehåller organiskt avfall. Gasbildning i deponier är sedan länge ett känt fenomen och det har konstaterats att gasläckage från deponier till atmosfären bidrar till att påskynda växthuseffekten. En viktig process vid drift av deponier är därför att utvinna deponigasen som är rik på metan och återvinna den energi som finns i gasen för el/värmeproduktion eller som fordons gas efter rening och uppgradering. Biogas kan framställas genom att blanda växter och animaliskt avfall (matavfall) med vatten i syrefria tankar. När matavfall och reningsverksslam används i en rötningsprocess måste det först förbehandlas och hygieniseras. Hygieniseringen är ett lagkrav eftersom det förhindrar att eventuell smitta som finns i biomassan sprids, till exempel så dödas salmonellabakterier vid hygieniseringen. Restprodukterna från rötningsanläggningarna kallas för biogödsel och kan användas som ett organiskt gödselmedel. Att använda ”deponi gas” eller biogas från rötkammare som fordons gas är fullt möjligt. Beroende på råvarusammansättningen och på hur rötningsprocessen drivs kan biogasen ha olika sammansättning. Liksom naturgas består biogas huvudsakligen av metan, men även till viss del av koldioxid samt en mindre mängd andra ämnen. För att biogas ska kunna användas som fordons gas behöver den renas från koldioxiden. Reningen sker i en uppgraderingsanläggning där metanhalten i gasen höjs samtidigt som energivärdet ökar. Efter reningen innehåller gasen ca 97 % metangas – så kallad fordons gas. Fordons gas är ett miljövänligt drivmedel som inte bidrar till växthuseffekten. Produkterna från rötning är: • • • Biogas består huvudsakligen av metan (CH4) och koldioxid (CO2) En fast återstod (fiber eller biogödsel) fås som restprodukt från rötningsprocessen Fiber eller biogödsel kan användas som organiskt gödselmedel i jordbruket. SAMMANFATTNING Avsnitt 6 - bearbetning av biomassa för energiändamål • Den traditionella metoden för elproduktion från biomassa baseras främst på direkt förbränning och produktion av ånga, som driver ångturbiner. • En av fördelarna med biomassa är dess mångsidighet. Det kan brännas direkt, eller omvandlas till en gas eller olja, för att generera elektricitet (biokraft) och värme. • Biomassa kan också omvandlas till flytande bränslen (biodrivmedel) till fordon. • Det finns flera möjligheter att använda biomassa för el- och värmeproduktion t.ex. via direkt förbränning, samförbränning, förgasning, pyrolys och rötning. SJÄLVBEDÖMNING Avsnitt 6 - bearbetning av biomassa för energiändamål I processen för förgasning av biomassa upphettas den till hög temperatur i en: • Syrefattig miljö • Syrerik miljö Vid direkt förbränning av biomassa i pannor produceras en högtemperaturvätska. • Sant • Falskt Under en biologisk process som kallas anaerob rötning bildas biogas med stort innehåll av butan. • Sant • Falskt Källor och referenser http://www.biomassenergycentre.org.uk http://www.ehow.com http://biomasspowerassociation.com http://www.kids.esdb.bg/biomass.html
© Copyright 2024